近年來(lái)，近距離無(wú)線通信技術(shù)獲得了迅猛的發(fā)展，包括紅外、藍(lán)牙(Blue-tooth)、Zigbee、Insteon、WiFi等技術(shù)。它們都有各自的標(biāo)準(zhǔn)、特點(diǎn)和相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域。本文將簡(jiǎn)單介紹無(wú)線系統(tǒng)在智能家居行業(yè)的應(yīng)用，以及今后發(fā)展的前景。
315MHZ
根據(jù)國(guó)際上所采用的通用技術(shù)種類將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)、無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、低速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(LR-WPAN)。目前在智能家居系統(tǒng)中主要應(yīng)用的是低速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)，包括ZigBee、Insteon、Z-wave、HomePlug等技術(shù)。同時(shí)在無(wú)線通信中應(yīng)用的無(wú)線電波作為電磁頻譜上的一部分，絕大多數(shù)的無(wú)線頻率都在加以分配之后進(jìn)行應(yīng)用，有許多頻率處于特別許可的頻段，比如作為軍事或者其它用途；而某些行業(yè)內(nèi)的公司，需繳付相應(yīng)的費(fèi)用來(lái)獲取使用某些頻率的許可，對(duì)于一個(gè)特定的國(guó)家或者地區(qū)，這些許可常常也是特定的。然而有一些頻段是可以不經(jīng)許可、自由使用的，包括工業(yè)、科學(xué)或醫(yī)療(ISM)頻段。對(duì)使用者的要求是，他們需要遵循某些管制的規(guī)定，例如限制發(fā)送功率等。目前，在全球范圍內(nèi)通用的頻率是2.4GHZ，1GHZ以下的頻率根據(jù)各個(gè)國(guó)家的規(guī)定而有所不同，從圖1中可以看出，在美國(guó)和亞洲地區(qū)通用使用的頻率是315MHZ。
對(duì)于315M HZ頻率的
無(wú)線智能家居系統(tǒng)，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了比較廣泛的應(yīng)用，以Honeywell的Momas HRIS-1000產(chǎn)品為例，這套系統(tǒng)避免了大量的布線，同時(shí)又可以輕松地實(shí)現(xiàn)燈光、窗簾的控制，以及對(duì)空調(diào)地暖等設(shè)備的控制，并具防盜報(bào)警和場(chǎng)景控制、遠(yuǎn)程控制等功能。在系統(tǒng)的整個(gè)架構(gòu)中(參見(jiàn)圖2)，可以看出應(yīng)用到的無(wú)線技術(shù)包括WI-FI， 無(wú)線紅外技術(shù)(通過(guò)紅外學(xué)習(xí)模塊實(shí)現(xiàn)需要的功能)，315MHZ無(wú)線射頻技術(shù)。
我們來(lái)簡(jiǎn)單分析一下所應(yīng)用的技術(shù)。無(wú)線紅外技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短距離通信技術(shù)，主要特點(diǎn)是：利用紅外傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)須專門申請(qǐng)?zhí)囟l段的使用執(zhí)照；具有設(shè)備體積小、功率低的特點(diǎn)；由于采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接，數(shù)據(jù)傳輸所受到的干擾較小，數(shù)據(jù)傳輸速率高，速率可達(dá)到16Mbps。但紅外技術(shù)缺陷主要有：
· 受視距影響，其傳輸距離短；
· 要求通信設(shè)備的位置固定；
· 其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸連接，無(wú)法靈活的組成網(wǎng)絡(luò)等。
不過(guò)，這些缺點(diǎn)并沒(méi)有給無(wú)線紅外的應(yīng)用帶來(lái)致命的障礙，比如說(shuō)在影音系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，適合的就是最好的。
315MHZ的無(wú)線射頻技術(shù)也是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線通信技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是部分產(chǎn)品無(wú)需重新布線，利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的射頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電和燈光的控制，成本適中。這種技術(shù)對(duì)于已經(jīng)裝修好的用戶非常適用，無(wú)須預(yù)先布線，不會(huì)破壞原有家居的美觀，使用了基于無(wú)線射頻技術(shù)的設(shè)備，可以將家里所有的電器串成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，住戶可以隨意遙控，對(duì)每個(gè)電器都能進(jìn)行控制，體現(xiàn)智能化。系統(tǒng)中使用的WiFi技術(shù)是目前最普及，應(yīng)用最廣泛的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，在HRIS-1000系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是指可以通過(guò)手持設(shè)備，ipad等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的配置和控制，實(shí)現(xiàn)所需要的功能。
系統(tǒng)中三種無(wú)線技術(shù)的相互應(yīng)用，很好地實(shí)現(xiàn)了智能家居的控制，例如系統(tǒng)中紅外發(fā)射設(shè)備是通過(guò)無(wú)線射頻的方式和主機(jī)進(jìn)行通信的，再通過(guò)發(fā)射紅外線去控制相應(yīng)的設(shè)備，這樣此設(shè)備就可以根據(jù)需要放在適合的地方，提供電源即可�？梢杂肐PAD通過(guò)WiFi對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，也可以通過(guò)其客戶端對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，應(yīng)用非常靈活，給客戶使用帶來(lái)了很多的便利性。
無(wú)線射頻信號(hào)可以穿墻越壁，不受任何外物遮擋。系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)環(huán)境中覆蓋范圍可達(dá)100m，同時(shí)耗電量低，覆蓋面廣，任何角落，均可操作。以一所180m2的住宅為例，室內(nèi)長(zhǎng)30米，以100m的覆蓋范圍計(jì)算，用戶無(wú)論走到哪里，各個(gè)開(kāi)關(guān)都可以接收遙控器的指令。每個(gè)遙控器，開(kāi)關(guān)或調(diào)光開(kāi)關(guān)都裝有無(wú)線射頻發(fā)送器或接收器，因此遙控器可直接向各開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，控制預(yù)設(shè)的燈光組合，而不需要敷設(shè)任何通信線纜。但是室內(nèi)30m的遙控距離已經(jīng)是無(wú)線射頻技術(shù)的極限了(隨著穿越不同的介質(zhì)，信號(hào)衰減的幅度有所不同)，同時(shí)，如果超過(guò)這個(gè)距離，無(wú)線信號(hào)易受同頻干擾，這也是無(wú)線射頻技術(shù)最大的一個(gè)缺陷。影響無(wú)線傳輸距離的因素包括設(shè)備的靈敏度、發(fā)射功率、天線，以及使用環(huán)境等等因素。如果希望提高傳輸?shù)木嚯x，可以從這幾個(gè)方面著手考慮相應(yīng)的解決方案。按照理論上的計(jì)算，發(fā)射功率每增加6dB，傳輸?shù)木嚯x可以增加一倍；發(fā)射的頻率增加一倍，則傳輸距離減少一半，例如433MHZ的傳輸距離約是868MHZ的兩倍。目前，很多廠家均可以提供相關(guān)的專業(yè)設(shè)備來(lái)測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度，以滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的需要。
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